Среднее профессиональное образование а. В. Грищенко, В. В. Стрекопытов электрические машины и преобразователи подвижного состава

Глава 4. АСИНХРОННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ. 
4.1. Принцип действия и устройство асинхронных двигателей. 
Конструкция. Среди электрических двигателей первое место по своему распространению 
занимают трехфазные асинхронные двигатели. Не менее 95% всех электродвигателей 
переменного тока, применяемых в разных отраслях промышленности, принадлежат именно к 
этому классу. Как и электрические машины постоянного тока, асинхронные 
электродвигатели обратимы и могут работать как в режиме двигателя, так и в режиме 

---

47 / 203 
генератора. Неподвижный стальной кольцеобразный сердечник вместе с уложенной в его 
пазах многофазной обмоткой носит название статора. В расточке статора расположена 
вращающаяся часть двигателя – ротор, который состоит из вала, сердечника и обмотки. 
Обмотка ротора (рис. 4.1) состоит из алюминиевых стержней 1, расположенных в пазах 
сердечника и замкнутых с обоих торцов алюминиевыми кольцами 2. Принцип действия 
асинхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля 
статора, образуемого многофазным (обычно трехфазным), током, с токами, наводимыми в 
обмотке ротора. В результате чередования фаз тока в неподвижно расположенных обмотках 
статора создается результирующий, постоянный по величине магнитный поток, 
вращающийся в пространстве с частотой n
1
соответствующей частоте тока. Частота 
вращения ротора зависит от частоты напряжения питания, величины нагрузки и числа пар 
полюсов на статоре. В результате взаимодействия индуцированного тока с магнитным 
потоком создается момент, противодействующий причине возникновения этого тока. В 
данном случае ток вызывается относительным перемещением потока и ротора. 
Следовательно, возникающий момент стремится уменьшить относительную скорость 
магнитного поля и ротора и вращает ротор в направлении вращения поля. Однако частота 
вращения ротора всегда меньше частоты вращения поля, так как только при этом условии 
ротор пересекается вращающимся полем и в нем индуцируется ток. 
Рис 4.1. Короткозамкнутая обмотка ротора («беличья клетка») 
1 – стержень, 2 – кольцо. 
Принцип действия двигателя основан на отставании частоты вращения магнитного поля 
ротора от частоты вращения поля статора, что обусловило появление термина асинхронный, 
т.е. неодновременный. Асинхронные двигатели часто называются также индукционными, 
поскольку они работают на том же принципе, что и индукционные приборы 
(трансформаторы). Вращающееся поле статора пересекает проводники (стержни) обмотки 
ротора и наводит в них ЭДС, под действием которой в стержнях короткозамкнутой обмотки 
ротора протекает относительно большой ток. На проводник обмотки ротора действует 
электромагнитная сила F
пp
, направление которой совпадает с направлением вращения поля 
статора (рис. 4.2). Совокупность сил F
пp
, приложенных к отдельным проводникам, создает на 
роторе электромагнитный момент М
эм
вращающий ротор с частотой n
2
. Вращение ротора 
передается через вал исполнительному механизму. Направление вращения магнитного поля 
статора, а следовательно, и направление вращения ротора, зависят от порядка чередования 
фаз питающего напряжения. При необходимости изменения направления вращения ротора 
асинхронного двигателя следует поменять местами любую пару фазных выводов, 
соединяющих двигатель с сетью.